以实际应用为基础开展食品化学实验

2014-02-06王可兴

中国现代教育装备 2014年11期

王可兴

华中农业大学食品科技学院湖北武汉 430070

食品化学实验是我校食品科技学院大学生教育必修课程，也是国内食品科学与工程一级学科的骨干课程。食品化学分析方法是每一名食品相关专业本科生必备的基础知识技能，同时也与日常生活息息相关。在应试教育中过分重视考试和分数，学生相对缺少对知识的实际运用能力和动手操作能力。为了适应社会发展新需求，大学教学内容也在由单一的纯理论内容向实际应用变革。笔者从事食品化学实验教学教辅工作近20年，结合多年的教学实践，以食品化学实验内容为基础，提出以实际应用为起点的基础食品化学实验，期望对食品化学实验课程改革起到促进作用。

目前，食品化学实验以纯理论实验为主，主要以分析测定蛋白质、脂肪、维生素C、胆固醇、矿物质和色素等为主，教学内容相对枯燥，很难引起学生对实验的兴趣。在实验过程中，教师选择好实验材料，制定好实验方案，学生按照教师选定的实验方案做实验。整个实验过程中，学生很少发挥主观能动性，而且实验与实际应用脱节。伴随着工业化产品普及，暴露出的食品安全问题越来越多，且越来越严重。如三聚氰胺事件发生时，三聚氰胺的检测方法处于空白阶段。再如，地沟油话题热议的时候，竟然也难以找到识别地沟油的简单有效方法。因此，原有的食品化学实验方法并不能满足食品化学知识在日常生活中的应用。笔者对食品化学实验教学进行改革，以期提高食品化学知识在实验中的应用。

1 结合近几年食品安全事件展开食品化学实验

近年来，食品安全事件频发，食品安全严重挫伤社会公信度。影响较大的食品安全事件有：2003年，阜阳“大头娃娃”奶粉事件；2004年，广州市白云区劣质散装白酒事件；2006年，“苏丹红事件”，湖北武汉等地的“人造蜂蜜”事件；2008年，“三鹿”三聚氰胺毒奶粉事件，人造“新鲜红枣”事件；2010年，“假葡萄酒事件”；2011年，“地沟油”事件。综合上述事件可知，食品安全性事件多发生在食品中蛋白质含量，人为添加色素，违规使用色素，违规人工勾兑等方面。在食品化学实验课程中，首先要选取生活中直接接触的食物原料作为样品，引导学生运用已有实验方法，结合实际检测食品特性选择最佳实验方法。若现有方法不能达到预期目的，则引导学生思考原有方法存在的制约性因素；鼓励“学习—实践—学习”的思维模式。如“大头娃娃奶粉”事件是奶粉中蛋白质含量不足，通过常规方法测定奶粉中总氮含量如凯氏定氮法即可分析确定。2008年的“三聚氰胺”事件，不仅仅是奶粉中蛋白质含量不足，还涉及投毒问题。用三聚氰胺提高奶粉中的总氮含量，用凯氏定氮法分析含有三聚氰胺的奶粉时，不能分析出奶粉中蛋白质具体含量，也不能测定奶粉中是否含有三聚氰胺。这就涉及最新的教育装备问题，原有的瓶瓶罐罐等简单装备已不能适应当前教学的需求。因此，必须用其他方法，如“紫外分光光度法”分析奶粉中蛋白质含量[1]。奶粉中是否含有三聚氰胺需要用高效液相色谱分析[2]。此外，最新研究成果表明，用纳米金颗粒结合酶系统，可以快速、简单地测定出牛奶中是否含有三聚氰胺[3]。综上可知，单一测定方法和装备已不适合时代发展的要求。同时，实验室中蛋白质分析方法也需要做相应的调整，通过引入新的实验室检测方法，加深学生对食品中蛋白质的认识。目前，我院实验中心购置了以Waters 2695为主的多台液相色谱仪，配以二极管阵列检测器升级原有的教学设备，以应对更加复杂的食品安全事件。

2 用国际眼光选择多重食品标准分析方法开展实验

中国是WTO成员国之一，农产品的进出口已成为国际贸易的重要组成部分。2012年，我国出口农产品前五大类为水产品、蔬菜、畜产品、水果和饮品类，均为劳动密集型产品，合计出口金额447.6亿美元，占我国农产品出口总额的70.8%。前五位的市场为日本、东盟、欧盟、美国和中国香港，出口合计437.4亿美元，占当年出口总额的69.2%[4]。在出口过程中，农产品标准必须达到日本、欧盟和美国FAO等国家进出口食品分析检测标准，因此，欧盟和美国等食品化学标准为进出口检测分析常用分析方法。如维生素C的测定，中国国家分析标准显著不同于美国联合国粮农组织分析标准。维生素C又名抗坏血酸，根据化学结构的不同分为D型和L型，其中L型维生素C对坏血酸的治疗活性是D型的20倍，而D型维生素C作为常见的食品护色剂，广泛应用于食品工业中。在FAO检测标准中明确规定了D型维生素C的检测方法和步骤，在中国国家分析标准中则没有提出D型维生素C的检测方法，只给出了总维生素C的分析方法和快速分析方法，涉及的设备仅为滴定管。相比之下，FAO的方法需要使用荧光光度计。在国内标准中，又分为婴幼儿食品和乳品中维生素C的测定和水果、蔬菜维生素C含量测定法等。通过FAO和中国国标对维生素C分析方法的对比，不仅可以让学生更加全面地了解维生素C的结构和特性，而且可以加深维生素C的应用方法及特点，了解维生素C是常作为护色剂应用于食品工业中的。此外，随着食品工业的快速发展，许多传统食品实验分析方法急需修正，新型实验分析仪器正在应用于食品分析行业；为了增加学生的就业机会，食品化学实验也需要引进更为科学、准确的实验分析仪器。

大学时代是青少年思维成长和成熟的关键时期，在食品化学基础实验课中，可以让学生参照不同国家、不同组织食品化学分析标准操作实验，培养学生的国际化思维能力，提高他们的战略眼光。

3 换位思考，站在多种角度上看待食品化学基础实验

食品化学实验是实践性学科，教师、学生、消费者、销售者看待的角度完全不同。在常规食品化学实验中，学生站在接受者角度，被动地接受食品化学分析方法，缺少主观能动性。同时，教师也偏重于完成既定的实验方案，没有兴趣思考不同角度的问题。在食品化学基础实验过程中，可以鼓励学生站在施教者角度看待食品化学实验。教师提出问题，让学生运用所学知识积极主动地开展食品化学实验，也可以让学生自己设计实验，提高学生综合运用知识的能力。

如果让学生站在消费者和销售者等多种角度看待食品化学实验，了解校外人员对这门技术的期望值和实效性，从而提高学生对食品化学实验的认知度，避免食品化学实验仅仅是机械重复已定实验步骤的观念。如，在分析牛奶中蛋白质含量时，若站在销售者角度，会考虑牛奶中蛋白质含量是否满足奶粉销售质量要求；与其他品牌牛奶竞争过程中是否有竞争优势；蛋白质含量是否可以作为该品牌的卖点。而站在消费者角度，会考虑牛奶营养价值、口感和价格等因素。消费者不会只考虑牛奶的蛋白质含量，还会考虑牛奶的蛋白质、风味物质等因素。因此，在食品化学实验室测定牛奶中蛋白质含量时，多角度思考后，作为实验操作者会联想到牛奶中脂肪的测定等，从而将整个实验课进行关联。

食品化学实验是检测食品安全性的多种手段之一，对消费者和销售者利益都紧密相关。一千个观众就有一千个哈默利特，换位思考、多角度看待食品化学实验，可以提高学生综合思维能力，避免思维定式。